Cell Host & Microbe | 研究揭示lncRNA平衡植物免疫和生长的机制！

陆生植物被各种病原体和害虫所利用，包括细菌、病毒、真菌、卵菌、线虫和昆虫食草动物。为了应对这些持续的威胁，植物已经进化出强大的防御系统。植物细胞表面的免疫受体识别病原体相关或微生物相关的分子模式（PAMPs/MAMPs）以激活PAMP触发的免疫（PTI）。相反，植物的细胞内免疫受体感知微生物效应蛋白的活性并激活效应蛋白触发的免疫（ETI）。然而，植物免疫的组成型激活损害了植物的发育和生长。为了平衡免疫反应和适应性成本，强大的植物免疫力在正常条件下被严格控制，并在病原体感染时迅速激活，其中的分子机制仍不甚明了。

2022年7月30日，国际权威学术期刊Cell Host & Microbe发表了中国科学院动物研究所张晓明团队和陈金峰团队以及北京大学钱伟强团队合作的最新相关研究成果，题为A lncRNA fine-tunes salicylic acid biosynthesis to balance plant immunity and growth的研究论文。

植物免疫力的组成型激活对植物的生长和发育是有害的。在这篇文章中，科研人员揭示了一种长链非编码RNA（lncRNA）在微调植物免疫和生长的平衡中的作用。科研人员发现一个名为水杨酸生物合成控制因子1（SABC1）的lncRNA在健康植物中抑制免疫力，促进生长。SABC1 将polycomb repressive complex 2招募到其相邻的基因NAC3，该基因编码一个NAC转录因子，通过H3K27me3减少NAC3转录。NAC3激活了异分支酸合成酶1（ICS1）的转录，该酶是催化水杨酸（SA）生物合成的关键酶。因此，SABC1通过减少NAC3和ICS1的转录来抑制SA的产生和植物免疫力。在病原体感染时，SABC1被下调，以降低植物对细菌和病毒的抵抗力。科研人员的研究结果表明，lncRNA SABC1是一个通过调节SA生物合成来平衡植物防御和生长的分子开关。

图1.细菌感染降低了SABC1转录物的积累

图2. SABC1调节植物对细菌的抵抗力和植物生长

图3. lncRNA SABC1负向调节NAC3在细胞核中的转录

图4. SABC1与CLF相互作用，通过H3K27me3抑制NAC3转录

图5. NAC3介导SABC1-抑制的植物对细菌的抵抗力

图6. NAC3通过激活ICS1催化的SA生物合成赋予SABC1抑制的植物免疫力

图7. SABC1抑制植物对TuMV的抗性

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